Una polimerització caracteritza la formació de polímers a partir de monòmers. En química i biologia, hi ha diferents tipus de polimeritzacions. En els organismes, es produeixen reaccions de polimerització per formar biopolímers com proteïnes, àcids nucleics, O polisacàrids.
Què és la polimerització?
Les reaccions de polimerització tenen lloc en organismes per formar biopolímers com proteïnes or àcids nucleics. Àcids nucleics són components de l’ADN i l’ARN. Polimerització és un terme col·lectiu per a la formació de polímers a partir de monòmers de baix pes molecular. Les reaccions de polimerització tenen un paper important tant en química com en biologia. Els polímers són substàncies altament moleculars que consisteixen en certs blocs bàsics. Aquests blocs bàsics, també anomenats monòmers, s’acumulen durant la polimerització i formen cadenes altament moleculars. Els polímers poden estar formats per monòmers iguals o diferents. En química, per exemple, polièster, polietilè, polivinil clorur (PVC) o altres plàstics es coneixen com a polímers. En biologia, proteïnes, nucli àcids or polisacàrids representen biopolímers d’alta complexitat. En el camp químic, hi ha diferents tipus de reaccions de polimerització. Es distingeixen les reaccions de creixement de la cadena i les reaccions de creixement del pas. En les reaccions de creixement de la cadena, després d’una reacció inicial, altres monòmers s’uneixen constantment a la cadena activada. Això condueix al creixement de la cadena. En les reaccions de creixement per passos, els monòmers implicats han de tenir almenys dos grups funcionals. No hi ha un creixement continu de la cadena, però primer es formen dímers, trimers o oligòmers, que després es combinen per formar una cadena més llarga. Les reaccions típiques de creixement de passos adopten la forma de reaccions d’addició o condensació. No obstant això, la formació de biopolímers en sistemes biològics és molt més complicada. Requereix molts passos de reacció diferents. Per exemple, la formació de proteïnes o nucleics àcids només té lloc amb l'ajut de plantilles. En el codi genètic, la seqüència del nitrogen bases al nucli àcids s'especifica. Aquests, al seu torn, codifiquen la seqüència de aminoàcids en les proteïnes individuals.
Funció i tasca
Les polimeritzacions tenen un paper destacat en tots els sistemes biològics de els bacteris, fongs, plantes i animals (inclosos els humans). Per tant, les proteïnes i els àcids nucleics són el requisit previ per a la vida. En essència, les reaccions de polimerització per formar aquestes biomolècules i la seva degradació són les reaccions reals de la vida. Els àcids nucleics són components de l’ADN i l’ARN. Estan compostes per àcid fosfòric, un monosugar (desoxirribosa o ribosa), i quatre nitrogenats bases. Àcid fosfòric, sucre I a nitrogen base s’uneixen cadascuna per formar un nucleòtid. Els àcids nucleics, al seu torn, consisteixen en cadenes de nucleòtids disposats seguits. L’ADN conté desoxirribosa i l’ARN ribosa com una sucre molècula. Els nucleòtids individuals només es diferencien pels seus nitrogen base. Tres nucleòtids consecutius per codi d’un aminoàcid com a triplet. Així, la seqüència dels nucleòtids representa el codi genètic. El codi genètic establert a l’ADN es transfereix a l’ARN mitjançant mecanismes complicats. Aleshores, l’ARN és el responsable de la síntesi de proteïnes amb una seqüència fixa d’aminoàcids. Certes seccions de l’ADN (gens) codifiquen per tant les proteïnes corresponents. Cada proteïna té una funció específica en l'organisme. Per tant, hi ha proteïnes musculars, proteïnes del teixit connectiu, immunoglobulines, pèptid les hormones or enzims. Al seu torn, un enzim especial amb una composició específica és el responsable de cada pas metabòlic. Això ja mostra la importància de les reaccions de polimerització coordinades amb precisió per a la construcció d’àcids nucleics i proteïnes per als processos bioquímics suaus de l’organisme. Per exemple, el fitxer enzims han de tenir la seqüència d’aminoàcids correcta per poder catalitzar el pas de reacció específic en el metabolisme del qual són responsables. A més de proteïnes i àcids nucleics, polisacàrids també són importants biopolímers en l'organisme. A les plantes, sovint realitzen funcions de suport. A més, també emmagatzemen energia. El midó de les patates, per exemple, és una substància de reserva que s’utilitza per generar energia durant la brotació. Els humans també emmagatzemen glicogen a la fetge i músculs per satisfer les necessitats energètiques durant els períodes de restricció d'aliments o intensa activitat física. El glicogen, com el midó, és un polímer i es forma a partir del monòmer glucosa.
Malalties i malalties
Les alteracions de les reaccions de polimerització biològica poden lead a significativa health problemes. Com es va esmentar anteriorment, els àcids nucleics són biopolímers importants. Quan els processos químics alteren la seqüència de certs nitrogenats bases, hi ha l’anomenada mutació. El mutat general continua codificant proteïnes, però el seu ordre d’aminoàcids canvia. Les proteïnes alterades d’aquesta manera ja no poden complir correctament la seva funció a les cèl·lules afectades. Això pot lead a trastorns metabòlics, ja que un enzim pot fallar. Tanmateix, el fitxer immunoglobulines també es pot modificar. En aquest cas, es produeixen immunodeficiències. Per descomptat, les proteïnes estructurals també es poden veure afectades pels canvis, amb moltes manifestacions i símptomes diferents. Les mutacions sovint també es transmeten a la descendència. Al llarg de la vida, els errors en la reproducció del codi genètic es produeixen una i altra vegada. En la majoria dels casos, les cèl·lules del cos afectades són destruïdes per la sistema immune. Tot i això, això no sempre té èxit. En alguns casos, aquestes cèl·lules es converteixen en càncer cèl·lules, per exemple, i el seu creixement amenaça tot l’organisme. Moltes altres malalties degeneratives, com ara arteriosclerosi, queixes reumàtiques o malalties autoimmunitàries, també es pot remuntar a pertorbacions en la síntesi de biopolímers. Fins i tot la síntesi de glicogen, el polisacàrid a la fetge i els músculs, poden ser defectuosos. Per exemple, hi ha malalties d’emmagatzematge de glicogen amb glicogen alterat anormalment molècules, que al seu torn pot ser causat per defectes enzims. El glucogen anormal ja no es pot descompondre i continua acumulant-se al fetge.
